CN107632263A - 一种利用电压值表征剩余电池电量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电池电量检测领域，提供了一种利用电压值表征剩余电池电量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、电池进行恒功率放电；B、在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前的电压值，直至电池全部放电完成；C、对记录下的所有电压值的时间点进行等分处理，并记录各等分点的电压值；D、将进行各等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；E、在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。解决电池剩余电量显示不准确的技术问题。

Description

一种利用电压值表征剩余电池电量的方法及系统

技术领域

本发明属于电池电量检测领域，尤其涉及一种利用电压值表征剩余电池电量的方法及系统。

背景技术

目前广泛采用的电池电量有两种方式,一种是简单的通过电压的电平值来做剩余电量的表示, 一般用在便携式产品上，通过硬件分压实现，或者通过嵌入式软件通过AD值做简单线性计算而得出；一种是通过电池的内阻来精确计算电池的剩余电量，一般用在专业领域，此法通过固定频率和固定电流的交流信号输入，测量获得的交流电压，再通过两者的相位差获得电池内阻，最后计算剩余的电量值。

以上两种方法，第一种过于粗糙，当电压变化时，相同的功率输出，电流会变化，内阻也会变化，电压和剩余电量并不是简单的线性关系，在非线性区会偏差较大。第二种方法一般用于专业领域，如果用硬件实现，电路过于复杂，成本增加，如果用纯软件实现，涉及到三角函数的运算，对于便携式产品的单片机来说，不太适合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电压值表征剩余电池电量的方法，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

本发明是这样实现的，一种利用电压值表征剩余电池电量的方法，所述方法包括以下步骤：

A、电池进行恒功率放电；

B、在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；

C、对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；

D、将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

E、在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤A中还包括以下步骤：

A1、进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤B中还包括以下步骤：

B1、在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤C中还包括以下步骤：

C1、对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

C2、再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；

C3、根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

本发明的另一目的在于提供一种利用电压值表征剩余电池电量的系统，所述系统包括电池模块：用于电池进行恒功率放电；

放电模块：用于在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；

等分处理模块：用于对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；

索引表模块：用于将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

查询显示模块：用于在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

本发明的进一步技术方案是：所述电池模块还包括电池电量检测模块：用于进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

本发明的进一步技术方案是：所述放电模块还包括时间记录模块：用于在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。

本发明的进一步技术方案是：所述等分处理模块还包括时间点模块：用于对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

运算模块：用于再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；

电池电量表示模块：用于根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

本发明的另一目的在于提供一种利用电压值表征剩余电池电量的系统，所述系统包括电池，连接电池的电压检测模块，连接电压检测模块的处理器模块，及连接处理器模块的显示屏；

所述电池：用于为所需设备提供电量；

所述电压检测模块：用于实时检测电池的电压值，并将此电压值传送给处理器模块；

所述处理器模块：用于将电压值进行处理以得到相应的电池电量的百分比；

所述显示屏：用于显示电池电量的百分比。

本发明的有益效果是：可以在不修改现有简单线性电压测电量电路基础上，通过测量电池电压和电量消耗之间的时间关系从而获得电量的表征方式，比原有的剩余电量表示方式更精准，获得良好的经济效益，在普通线性电压表征电量的方法上不需要增加额外电路，只需要通过测量电池的放电趋势来获得对应的电量关系，获得较精准的电压值。程序可以通过简单查询索引表来表征电池电量，不需要复杂的三角函数运算，适合运行在嵌入式系统的便携设备上。在保证电量表征准确性的前提下获得良好的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种利用电压值表征剩余电池电量的方法的流程框图；

图2是本发明实施例提供的一种利用电压值表征剩余电池电量的系统的框图；

图3是本发明实施例提供的一种利用电压值表征剩余电池电量的系统的框图；

图4是本发明实施例提供的一种利用电压值表征剩余电池电量的方法的电池放电趋势。

具体实施方式

附图标记：

图1-4示出了本发明提供的一种利用电压值表征剩余电池电量的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：电池进行恒功率放电；

步骤S11：进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

步骤S2：在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；

步骤S21：在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。例如我们的电池放电完成需要24小时29分钟30秒那么我们的H=24、M=29、S=30，我们的到的整个放电过程中的电压值记录条数就等于24*3600+29*60+30=88180。

步骤S3：对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；

步骤S31：对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

步骤S32：再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；例如需要调取2小时30分30秒的相应点的电压值，则我们将H=2、M=30、S=30，则计算出的结果为2*3600+30*60+30=9030时相对应的电压值。

步骤S33：根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

步骤S4：将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

步骤S5：在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

一种利用电压值表征剩余电池电量的系统，所述系统包括电池模块：用于电池进行恒功率放电；所述电池模块还包括电池电量检测模块：用于进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

放电模块：用于在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；所述放电模块还包括时间记录模块：用于在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。

等分处理模块：用于对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；所述等分处理模块还包括时间点模块：用于对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

运算模块：用于再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；

电池电量表示模块：用于根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

索引表模块：用于将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

查询显示模块：用于在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

一种利用电压值表征剩余电池电量的系统， 所述系统包括电池，连接电池的电压检测模块，连接电压检测模块的处理器模块，及连接处理器模块的显示屏；

所述电池：用于为所需设备提供电量；

所述电压检测模块：用于实时检测电池的电压值，并将此电压值传送给处理器模块；

所述处理器模块：用于将电压值进行处理以得到相应的电池电量的百分比；

所述显示屏：用于显示电池电量的百分比。

一般我们在便携设备上所显示的剩余电量对于使用者感受来说，其实是能正常使用该设备的剩余时间长度，即在维持目前基本恒定功率输出的情况下电池还能维持能量输出的能力的时间长度。如果在恒定功率的放电模式下（注意不是恒定电流）采样测量从电池完全充满时到充分放电后的电压的值和整个的时间长度，然后把整个时间长度做100等分，分别取出每等分处的电压值，则可以获得该电压处电池能维持供电的时间长度，即剩余的电量值。

利用该方法获取某电池的曲线如图4，横轴是时间单位，纵轴是电压转换后的电压值，可以看到在小于电压值652时，电压快速下降，可以知道此时为了获得恒定的功率输出，电流变大，更加速了电压的下降（因为Q=It， Q的变化又会影响到内阻的变化，Q表示电量、I表示电流、t表示时间）。这可以解释我们常用的便携设备（利用线性电压表征电量法）在低电时电量指示为什么会变得不太准确，有快速下降的趋势。

可以在不修改现有简单线性电压测电量电路基础上，通过测量电池电压和电量消耗之间的时间关系从而获得电量的表征方式，比原有的剩余电量表示方式更精准，获得良好的经济效益，在普通线性电压表征电量的方法上不需要增加额外电路，只需要通过测量电池的放电趋势来获得对应的电量关系，获得较精准的电压值。程序可以通过简单查询索引表来表征电池电量，不需要复杂的三角函数运算，适合运行在嵌入式系统的便携设备上。在保证电量表征准确性的前提下获得良好的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用电压值表征剩余电池电量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、电池进行恒功率放电；

B、在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；

C、对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；

D、将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

E、在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中还包括以下步骤：

A1、进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还包括以下步骤：

B1、在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C中还包括以下步骤：

C1、对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

C2、再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；

C3、根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

5.一种利用电压值表征剩余电池电量的系统，其特征在于，所述系统包括电池模块：用于电池进行恒功率放电；

放电模块：用于在放电过程中，每隔一定的时间进行记录当前时间值的电压值，直至电池全部放电完成；

等分处理模块：用于对记录下的所有时间值进行等分处理，并记录各时间值等分点的电压值；

索引表模块：用于将进行各时间值等分点的电压值做成索引表，放置于程序中；

查询显示模块：用于在电池进行恒功率放电时，程序获取当前的电压值，再通过查询索引表，进而得到目前的电量值，并通过显示屏进行显示。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电池模块还包括电池电量检测模块：用于进行电池电量检测，如电池电量为满状态，则进行下一步骤，如电池电量为不满状态，则需对电池进行充电直至满状态再进行下一步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述放电模块还包括时间记录模块：用于在放电过程中，每隔1秒钟的时间进行记录当前时间值的电压值，当电池放电完成需要H小时M分钟S秒，那么在整个放电过程中则进行了H*3600+M*60+S条的时间值的电压值记录，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述等分处理模块还包括时间点模块：用于对整个放电过程中记录的所有的时间值进行100等分处理，并记录下各时间值等分点相对应的时间值；

运算模块：用于再根据公式H*3600+M*60+S来调取相应时间值的电压值，S表示秒数，M表示分钟，H表示小时；

电池电量表示模块：用于根据此100等分点相对应的电压值来表示一块电池电量的100%到0%。

9.一种利用电压值表征剩余电池电量的系统，其特征在于， 所述系统包括电池，连接电池的电压检测模块，连接电压检测模块的处理器模块，及连接处理器模块的显示屏；

所述电池：用于为所需设备提供电量；

所述电压检测模块：用于实时检测电池的电压值，并将此电压值传送给处理器模块；

所述处理器模块：用于将电压值进行处理以得到相应的电池电量的百分比；

所述显示屏：用于显示电池电量的百分比。